为什么说洛伦兹变换是压跨相对论的最后一根稻草?
爱因斯坦根据迈克尔逊-莫雷实验的结果以洛伦兹变换而得出的速度因数(γ=√1-U^2/C^2,其中,U是物体的运动速度,C为光速)为理论基础创立了狭义相对论,继而又创立了广义相对论。也就是说,如果根据洛伦兹变换所得出的速度因数并不存在的话,那相对论就连存在的可能性都没有。我不知道,洛伦兹变换除了对相对论曾经有用外,其他理论是否还有用处。至少,我能证明洛伦兹变换对相对论的应用已经一无是处了。
现在最关键的问题是,洛伦兹变换(在对相对论的应用过程中)到底存不存在呢?
首先,要弄清楚,洛伦兹变换推导出来的速度因数是怎么来的。
我们知道,洛伦兹-爱因斯坦变换公式中的速度因数完全出自发生在爱因斯坦光钟里的等腰三角形的计算结果,该等腰三角形的斜边是(L),高为(H),底边为(UT)。按照爱因斯坦的想法是:当光沿着光钟走一个来回(CT)时,(匀速)运动物体走了(UT)的距离,以(UT)为底,则斜边为L(=1/2CT),所以,高H=(1/2)γT=(1/2)T×√1-U^2/C^2。故γ=√1-U^2/C^2。我想凡学过相对论的人都应该知道这些吧。
相对论能否存在,起关键性作用的则是等腰三角形底边(UT)是否存在,如果它不存在,则斜边(L)与高(H)就相等了(H=L),爱因斯坦的这个等腰三角形就消失了。现在就让我们证明一下,在爱因斯坦等腰三角形中的底边(UT)到底存在不存在?
设一列匀速运动的列车,以速度U驶进车站,列车首尾各有一名观测者随列车一起,站台上也有两名观测者A、B,他们之间的距离与列车等长。当列车的首尾观测者与站台上的观测者A、B重合时,列车上的爱因斯坦光钟启动,理论假设,光只在光钟里走一个来回(实际根本观察不到)。当光在光钟里完成了一个来回时,列车向前走了(UT)距离。列车上首尾的观测者所观测到的结果完全一致,都是T(0)=2H/C。如果光钟在列车正中间,则首尾处的观测者所观察到的时间完全一致,不但是时间间隔,就连看到的时刻也完全相同。倘若光钟不在列车正中间,则首尾两处的观测者观测到的时间间隔完全相同,可看到的时刻却不一样,离光钟近的观测者先看到,离光钟远的后看到。而列车在T(0)时间内,则走了UT=U(2H/C)的距离,即站台A处的观测者看到光在光钟里的时间(间隔)与列车尾部的观测者之间已经相差了U( 2H/C)的距离,也就是说,站台A处的观测者比列车尾部的观测者看到光在光钟里的时间(间隔)长了U(2H/C)(1/C)的时间;而站台B处的观测者比列车上首部的观测者看到在光钟里的时间间隔,却少了U(2H/C)(1/C)的时间。
所以:T(A)=[2H+U(2H/C)]/C=[2H(1+U/C)]/C;T(B)=[2H-U(2H/C)]/C=[2H(1-U/C)]/C。
这说明(UT),不应该发生在光钟里,而是应该发生在车首尾观测者与站台A处及B处的观测者之间的距离变化上,因此,所谓发生在爱因斯坦光钟里的等腰三角形的底边(UT)根本不存在,H=L。
既然,洛伦兹-爱因斯坦变换公式的速度因数不存在,那实际情况又是怎样的呢?
很简单:列车上的(头尾)观测者的观测结果均是T(0)=2H/C。
在站台A处的观测者,因列车远离而去,其观测结果为:
T(A)=[2H+U(2H/C)]/C=[2H(1+U/C)]/C
在站台B处的观测者,则因列车(光源)临近,其观测结果为:
T(B)=[2H—U(2H/C)]/C=[2H(1—U/C)]/C
所以:T(A)>T(0)>T(B);由于A、B两处观测点属于同一惯性参照系,它们观测另一个惯性参照系中的同一光钟,应该在观测结果上保持一致,才有可能存在时间膨胀或收缩的问题,如果只因观测位置不同,就造成不同的观测结果,说明不存在所谓的时间膨胀或收缩。另一方面也说明,(UT)之差,应该发生在车上车下观测者之间的距离变化,并非时间膨胀所致,故狭义相对论中的“钟缓尺缩”现象根本不存在,只是爱因斯坦的一个误解。
当依据洛伦兹变换推导出来的所谓“速度因数”根本不存在的话,也就是说,相对论在物理理论之中已身无立锥之地了,难道“洛伦兹变换”的不存在不正是压跨相对论的最后一根稻草
爱因斯坦根据迈克尔逊-莫雷实验的结果以洛伦兹变换而得出的速度因数(γ=√1-U^2/C^2,其中,U是物体的运动速度,C为光速)为理论基础创立了狭义相对论,继而又创立了广义相对论。
也就是说,如果根据洛伦兹变换所得出的速度因数并不存在的话,那相对论就连存在的可能性都没有。
在狭义相对论提出以前,人们认为时间和空间是各自独立的绝对的存在,自伽利略时代以来这种绝对时空的观念就开始建立,牛顿创立的牛顿经典力学和经典运动学就是在绝对时空观的基础上创立。
而爱因斯坦的相对论在牛顿经典力学、麦克斯韦经典电磁学等的基础上首次提出了“四维时空”的概念,它认为时间和空间各自都不是绝对的,而绝对的是一个它们的整体——时空。
扩展资料:
洛伦兹提出洛伦兹变换是基于以太存在的前提的,然而以太被证实是不存在的,根据光速不变原理,相对于任何惯性参考系,光速都具有相同的数值。
爱因斯坦据此提出了狭义相对论。在狭义相对论中,空间和时间并不相互独立,而是一个统一的四维时空整体,不同惯性参考系之间的变换关系式与洛伦兹变换在数学表达式上是一致的。
狭义相对论与经典力学并不矛盾,狭义相对论将经典力学扩展到了宏观物体在一切运动速度下的普遍情况,经典力学只是相对论在低速时(v远小于c)的近似情况。
参考资料来源:百度百科--洛伦兹变换
参考资料来源:百度百科--相对论